涂色问题的解题思路

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(1)若恰用三种颜色,可先从五种颜色中任选一种染顶点S,再从余下的四种颜色中任选两种涂A、B、C、D四点,此时只能A与C、B与D分别同色,故有 种方法。
(2)若恰用四种颜色染色,可以先从五种颜色中任选一种颜色染顶点S,再从余下的四种颜色中任选两种染A与B,由于A、B颜色可以交换,故有 种染法;再从余下的两种颜色中任选一种染D或C,而D与C,而D与C中另一个只需染与其相对顶点同色即可,故有 种方法。
种方法。
(2)当相间区域A、C、E着色两不同的颜色时,有 种着色方法,此时B、D、F有 种着色方法,故共有 种着色方法。
(3)当相间区域A、C、E着三种不同的颜色时有 种着色方法,此时B、D、F各有2种着色方法。此时共有 种方法。
故总计有108+432+192=732种方法。
说明:关于扇形区域区域涂色问题还可以用数列中的递推公来解决。
解决排列组合中涂色问题的常见方法及策略
与涂色问题有关的试题新颖有趣,其中包含着丰富的数学思想。解决涂色问题方法技巧性强且灵活多变,故这类问题的利于培养学生的创新思维能力、分析问题与观察问题的能力,有利于开发学生的智力。本文拟总结涂色问题的常见类型及求解方法。
一、区域涂色问题
1、根据分步计数原理,对各个区域分步涂色,这是处理染色问题的基本方法。
如:如图,把一个圆分成 个扇形,每个扇形用红、白、蓝、黑四色之一染色,要求相邻扇形不同色,有多少种染色方法?
解:设分成n个扇形时染色方法为 种
(1)当n=2时 、 有 =12种,即 =12
(2)当分成n个扇形,如图, 与 不同色, 与 不同色, ,
与 不同色,共有 种染色方法,但由于 与 邻,所以应排除 与 同色的情形; 与 同色时,可把 、 看成一个扇形,与前 个扇形加在一起为 个扇形,此时有 种染色法,故有如下递推关系:
由乘法原理,总的染色方法是
解法三:可把这个问题转化成相邻区域不同色问题:如图,
对这五个区域用5种颜色涂色,有多少种不同的涂色方法?
解答略。
三、线段涂色问题
对线段涂色问题,要注意对各条线段依次涂色,主要方法有:
1)根据共用了多少颜色分类讨论
2)根据相对线段是否同色分类讨论。
例7、用红、黃、蓝、白四种颜色涂矩形ABCD的四条边,每条边只涂一种颜色 ,且使相邻两边涂不同的颜色,如果颜色可以反复使用,共有多少种不同的涂色方法?
所以根据加法原理得涂色方法总数为5 =120
例3、(2003年全国高考题)如图所示,一个地区分为5个行政区域,现给地图着色,要求相邻区域不得使用同一颜色,现有4种颜色可供选择,则不同的着方法共有多少种?
分析:依题意至少要用3种颜色
1) 当先用三种颜色时,区域2与4必须同色,
2)区域3与5必须同色,故有 种;
因此,所求的涂法种数为
4、根据相间区使用颜色的种类分类
例5如图,6个扇形区域A、B、C、D、E、F,现给这6个区域着色,要求同一区域涂同一种颜色,相邻的两个区域不得使用同一种颜色,现有4种不同的颜色可 解(1)当相间区域A、C、E着同一种颜色时,
有4种着色方法,此时,B、D、F各有3种着色方法,
此时,B、D、F各有3种着色方法故有
(3)若恰用五种颜色染色,有 种染色法
综上所知,满足题意的染色方法数为60+240+120=420种。
解法二:设想染色按S—A—B—C—D的顺序进行,对S、A、B染色,有 种染色方法。
由于C点的颜色可能与A同色或不同色,这影响到D点颜色的选取方法Biblioteka Baidu,故分类讨论:
C与A同色时(此时C对颜色的选取方法唯一),D应与A(C)、S不同色,有3种选择;C与A不同色时,C有2种选择的颜色,D也有2种颜色可供选择,从而对C、D染色有 种染色方法。
二、点的涂色问题
方法有:(1)可根据共用了多少种颜色分类讨论,(2)根据相对顶点是否同色分类讨论,(3)将空间问题平面化,转化成区域涂色问题。
例6、将一个四棱锥 的每个顶点染上一种颜色,并使同一条棱的两端点异色,如果只有5种颜色可供使用,那么不同的染色方法的总数是多少?
解法一:满足题设条件的染色至少要用三种颜色。
3)当用四种颜色时,若区域2与4同色,
4)则区域3与5不同色,有 种;若区域3与5同色,则区域2与4不同色,有 种,故用四种颜色时共有2 种。由加法原理可知满足题意的着色方法共有 +2 =24+2 24=72
3、根据某两个不相邻区域是否同色分类讨论,从某两个不相邻区域同色与不同色入手,分别计算出两种情形的种数,再用加法原理求出不同涂色方法总数。
解法一:(1)使用四颜色共有 种
(2)使用三种颜色涂色,则必须将一组对边染成同色,故有 种,
(3)使用二种颜色时,则两组对边必须分别同色,有 种
因此,所求的染色方法数为 种
解法二:涂色按AB-BC-CD-DA的顺序进行,对AB、BC涂色有 种涂色方法。
由于CD的颜色可能与AB同色或不同色,这影响到DA颜色的选取方法数,故分类讨论:
例2、(2003江苏卷)四种不同的颜色涂在如图所示的6个区域,且相邻两个区域不能同色。
分析:依题意只能选用4种颜色,要分四类:
(1)②与⑤同色、④与⑥同色,则有 ;
(2)③与⑤同色、④与⑥同色,则有 ;
(3)②与⑤同色、③与⑥同色,则有 ;
(4)③与⑤同色、②与④同色,则有 ;(5)②与④同色、③与⑥同色,则有 ;
例1、用5种不同的颜色给图中标①、②、③、④的各部分涂色,每部分只涂一种颜色,相邻部分涂不同颜色,则不同的涂色方法有多少种?
分析:先给①号区域涂色有5种方法,再给②号涂色有4种方法,接着给③号涂色方法有3种,由于④号与①、②不相邻,因此④号有4种涂法,根据分步计数原理,不同的涂色方法有
2、根据共用了多少种颜色讨论,分别计算出各种出各种情形的种数,再用加法原理求出不同的涂色方法种数。
例4用红、黄、蓝、白、黑五种颜色涂在如图所示的四个区域内,每个区域涂一种颜色,相邻两个区域涂不同的颜色,如果颜色可以反复使用,共有多少种不同的涂色方法?
分析:可把问题分为三类:
(1)四格涂不同的颜色,方法种数为 ;
(2)有且仅两个区域相同的颜色,即只
有一组对角小方格涂相同的颜色,涂法种数为

5)两组对角小方格分别涂相同的颜色,涂法种数为 ,
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